肉牛常见饲料干物质和蛋白质瘤胃降解特性和小肠消化率研究

2020-08-15夏志军昝林森

中国牛业科学 2020年4期

宋钰，夏志军，昝林森,2*

(1.西北农林科技大学动物科技学院，陕西杨凌 712100；2.国家肉牛改良中心，陕西杨凌 712100)

准确测定饲料的瘤胃有效降解率(ED)和小肠消化率(Idg)对于饲料的合理化利用具有重要的指导意义[1]。由于体内法测定饲料营养成分Idg的操作过于复杂，且试验结果个体间差异较大，饲料营养成分在小肠部分的消化情况多被忽略或使用体外三步法等间接方法对饲料营养物质Idg进行测定[2]。然而，饲料非瘤胃降解蛋白(RUP)的Idg对饲料的营养价值评定同样具有重要意义。近年来，移动尼龙袋法作为与体内法相关性较高且可重复性较高的试验方法被广泛应用[3]。试验采用瘤胃尼龙袋法和移动尼龙袋法分别测定8种常见肉牛饲料的瘤胃降解情况和小肠消化率，以期为饲料的合理化利用提供数据支撑和理论依据。

1 材料与方法

1.1 动物

选用装有永久性瘤胃瘘管和十二指肠瘘管的秦川牛肉用新品系(简称秦川肉牛)公牛3只作为试验动物，试验在西北农林科技大学国家肉牛改良中心良繁场进行。

1.2 样品

选择在陕西当地采集的麦麸、玉米粉、苜蓿干草、玉米青贮、白酒糟、醋糟、菜籽粕、豆粕等8种肉牛常见饲料作为试验样品。

1.3 方法

1.3.1 瘤胃尼龙袋法采样后通过“四分法”获取样品，65 ℃条件下烘干24 h，称质量备用。称取5 g样品放入大小为8 cm×12 cm的尼龙袋中(孔径为38 pμm)，细线将尼龙袋封口并从瘤胃瘘管开口处放入瘤胃中发酵。发酵时间设6，12，24，36，48 h共5个时间段，每个时间段处理同一试验牛放3个重复袋。每个时间段发酵结束后快速取出尼龙袋，在自来水反复冲洗至水变清为止，65 ℃烘干至恒重。然后，将尼龙袋内的残余物粉碎，过1 mm孔筛，装袋备用。采用常规营养成分分析法测定瘤胃降解前、后饲料中常规营养成分干物质(DM)、粗蛋白(CP)的含量。CP含量的测定采用凯氏定氮法。不同时间点饲料养分降解率(p)计算公式为：

p=(样品养分含量-某时间点残余物中养分含量)/样品养分含量×100%

(1)

饲料DM、CP的有效降解率(ED)根据文献[4]计算：

p=a+b(1-e-ct)

(2)

式中：p为不同时间点饲料养分降解率(%)；a为快速降解部分(%)；b为慢速降解部分(%)；c为慢速降解部分的降解速率(%/h)；t为降解时间(h)。

根据公式(2)求出a、b值，代入公式(3)求出ED。

ED=a+b×c/(c+k)

(3)

式中：ED为有效降解率(%)；k为饲料的瘤胃外流速度(%/h)。参照Duinkerken的观点，本试验k值按照k=0.00139+0.1775c来计算。

1.3.2 移动尼龙袋法准确称取5 g饲料样品，装入大小为9 cm×6 cm的尼龙袋(孔径为38 pμm)中，每种样品装6个尼龙袋，分别装入3只试验牛(每头牛2个)瘤胃中培养16 h[5]，之后取出尼龙袋用自来水冲洗至水澄清为止，65 ℃烘干24 h，将样品粉碎混匀，装袋备用。

准确称取0.5 g左右的瘤胃未降解残渣装入大小为2.5 cm×1 cm的小尼龙袋(孔径为38 pμm)中，用细线缝合并编号。每头牛每种饲料设4个重复。将制得的小尼龙袋放入于体积分数为0.01%的盐酸胃蛋白酶溶液中39 ℃振荡培养2 h，之后将小尼龙袋从十二指肠瘘管处每隔30 min投放1个，每头牛每天投放4个。次日，从试验牛粪便中回收小尼龙袋，在体内存留时间超过24 h的弃去不用。将回收的小尼龙袋在自来水下冲洗至水澄清，65 ℃烘干至恒重并称重装袋，备测DM、CP。

依据饲料养分在瘤胃中培养16 h的降解率(dp)测定结果，计算瘤胃未降解粗蛋白质(UDP)和未降解干物质(UDM)的小肠消化率(Idg)：

Idg=(瘤胃降解16 h后残渣养分含量-小肠肠消化后残渣养分含量)/瘤胃降解16 h后残渣养分含量×100

瘤胃降解16 h后残渣养分含量=(1-dp)×饲料养分含量(DM或CP)

dp=(降解前养分含量-降解后养分含量)/降解前养分含量×100%

在调整值尽量向0逼近以后，我们将用一个最大的范围窗口τi涵盖所有的调整值，图6描述了这个过程，范围窗口在x轴上滑动.因为y轴代表了在所有采样中相应的调整值，范围窗口涵盖的调整值就是在这个窗口内所有调整值的总和.为了提高芯片的良率，我们选用可以涵盖最大数量调整值的范围窗口.这样的话，调整值范围的下限由最小值决定.

1.4 试验日粮及饲养管理

试验牛日粮粗饲料主要为青贮玉米，精饲料组成及营养水平见表1和表2。试验动物日粮按照中国肉牛饲养标准(NY/T 815—2004)进行配制。试验动物拴系饲喂，每日6:30和15:30分别饲喂1次，保证充足洁净的饮水。

表1 日粮组成 %

表2 日粮营养水平(风干基础)

1.5 统计分析

采用SPSS 19.0软件进行数据统计分析。试验结果用平均值±标准差表示，差异显著性标准为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 常规营养成分分析

饲料常规营养成分测定结果见表3。由表3可知，不同样品之间干物质、粗蛋白、NDF、ADF含量差异很大。本试验样品营养成分含量与冯仰廉等[3]、王慧娟等[6]报道的结果基本一致。

表3 饲料常规营养成分(干物质水平)分析 %

2.2 DM瘤胃降解参数特性

各种饲料DM瘤胃降解参数见表4。由表4可知，不同饲料干物质瘤胃降解参数差异较大。麦麸、玉米粉、苜蓿干草、豆粕属于优质饲料，其快速降解部分较高，饲料有效降解率也较高。玉米青贮快速降解部分较低，慢速降解部分较高，有效降解率较低，为47.67%。

表4 干物质瘤胃降解参数

2.3 CP瘤胃降解参数特性

各种饲料CP瘤胃降解参数见表5。由表5可知，麦麸、苜蓿干草、玉米青贮、醋糟、豆粕的CP有效降解率较高，其中苜蓿干草的快速降解部分最高，为38.88%。

表5 粗蛋白瘤胃降解参数

2.4 DM、CP小肠消化率

各种饲料DM、CP小肠消化率见表6。DM小肠消化率玉米粉最高，为35.89%，其余饲料均较低。CP小肠消化率由高到低依次为豆粕、菜籽粕、玉米粉、苜蓿干草、麦麸、白酒糟、醋糟、玉米青贮。同种饲料DM小肠消化率均小于CP小肠消化率。

表6 瘤胃未降解残渣干物质和粗蛋白小肠消化率 %

3 讨论

3.1 常规营养成分

3.2 DM瘤胃降解特性

饲料DM瘤胃降解率是决定饲料营养价值的重要因素，且不同饲料的瘤胃降解情况不同。侯玉洁等[9]使用泌乳中期荷斯坦牛作为试验动物测定苜蓿干草和玉米青贮的DM瘤胃降解情况，与本试验结果相比，苜蓿干草和玉米青贮DM瘤胃动态降解参数和有效降解率两者基本一致，但侯玉洁等测定苜蓿干草DM有效降解率为58.55%，显著低于本试验结果，可能是由于苜蓿产地和加工工艺不同。在本试验中，玉米青贮快速降解部分显著低于麦麸、苜蓿干草、豆粕等饲料，慢速降解部分显著高于其他饲料，导致其DM有效降解率较低，为47.67%，这和张永根等[10]的研究结果基本一致。白酒糟快速降解部分和慢速降解部分均低于其他饲料，其有效降解率也较低，为30.98%，显著低于玉米青贮，表明其营养物质较难利用，不适合用作肉牛长期使用的粗饲料。麦麸、玉米粉、苜蓿干草、豆粕、菜籽粕DM瘤胃有效降解率显著高于其他饲料，分别为64.17%，65.12%，63.32%，62.17%，54.02%，显示其较适合作为肉牛常用饲料，这和柏中林等[11]的研究结果相一致。

3.3 CP瘤胃降解特性

麦麸快速降解部分显著低于其他饲料，但其c值较大，因而CP瘤胃有效降解率较高，相反，玉米青贮、白酒糟等快速降解部分显著高于麦麸，但其c值显著低于麦麸，因而其CP瘤胃有效降解率低于麦麸，说明饲料的c值对有效降解率的确定影响较大。张永根等曾就麦麸、苜蓿、豆粕、白酒糟、玉米青贮等牛常用饲料测定奶牛瘤胃降解规律[10]。本试验所得结果，除玉米青贮CP瘤胃有效降解率较张永根等较高外，其他饲料CP有效降解率与其研究结果一致。

3.4 DM和CP小肠消化率

饲料干物质主要由CP、CF和EE等其他成分组成。本试验中所选饲料均呈现DM小肠消化率显著小于CP小肠消化率的规律性，可能是因为CF的消化过程主要发生在瘤胃，小肠分泌的消化酶主要是蛋白酶，不能消化CF成分，因此DM小肠消化率低于CP小肠消化率，这和王慧娟等[6]、么学博等[12]的研究结果一致。

本试验中，豆粕、菜籽粕、玉米粉DM小肠消化率显著高于其他饲料，玉米青贮、苜蓿干草、麦麸DM小肠消化率显著低于其他饲料，这和么学博等[12]的研究结果一致。豆粕CP小肠消化率显著高于苜蓿干草CP小肠消化率，说明豆粕提供小肠可消化蛋白的能力比苜蓿干草强，而苜蓿干草CP瘤胃有效降解率显著高于豆粕CP瘤胃有效降解率，说明苜蓿干草蛋白质降解过程主要发生在瘤胃中，这和张永根等[10]的研究结果基本一致。本试验苜蓿干草CP小肠消化率为51.44%，低于赵连生等[8]的研究结果，可能是由于试验所用苜蓿干草产地、品质及试验动物不同造成。

本试验中，豆粕、菜籽粕、玉米粉CP小肠消化率显著高于其他饲料，为75.34%，68.44%，60.24%，说明豆粕、菜籽粕等饲料提供过瘤胃可消化真蛋白的能力较高，这和岳群等[13]测定的结果基本一致。相反，玉米青贮、白酒糟、麦麸CP小肠消化率显著低于其他饲料，分别为30.84%，40.20%，41.67%，说明玉米青贮、白酒糟等饲料提供过瘤胃可消化真蛋白的能力较弱。醋糟的CP瘤胃有效降解率和小肠消化率均较低，说明醋糟提供反刍动物可消化蛋白的能力较低，这和周荣等的[14]研究结果一致。